印刷装置が備えるドクタ又はスキージのクリーニング装置及びグラビアオフセット印刷装置

本発明は、印刷装置が備えるドクタ又はスキージのクリーニング装置及びグラビアオフセット印刷装置に関する。

現在、電子回路配線パターンや半導体関連の各種デバイス等の電極パターンは極めて高い精度で形成することが要求されている。このような微細で高精度なパターン形成は、フォトリソグラフィー法により形成する方法がある。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、まず導電層を形成し、その上にレジスト層を形成し、次にレジスト層を露光、現像し、レジスト層の無い部分をエッチングし、さらにレジスト層を剥離して形成する。このため必要な設備が多く、かつパターン形成までに要する工程が長くなってしまう問題があった。

また、別の方法としては印刷法によるパターン形成があり、印刷法はフォトリソグラフィー法に比べて工程を簡略化することができコスト的に有利である。印刷法の一つとしてスクリーン印刷法が知られているが、可能な細線形成は75μm程度が限界であり、更なる細線形成(例えば20μm程度のラインパターン)を安定して繰返し形成することは困難である。

そこで、スクリーン印刷法よりも微細なパターン形成のためにグラビアオフセット印刷法が用いられるようになっている。グラビアオフセット印刷法による印刷装置は、印刷パターンが形成された版と、この版の画線部分にインキを充填するドクタと、版に接触しながら回転し、インキを受理するブランケットロールとを備えている。このブランケットロールに受理されたインキを被印刷物の表面に圧着転写し、所定の微細パターンを形成することができる。

グラビアオフセット印刷法は、印刷によってパターンを形成するため、フォトリソグラフィー法に比べて工程が短く必要な装置も少ない。さらにスクリーン印刷では難しかった20μm以下の微細なパターンを安定して形成できるという利点がある。

以下に一般的なグラビアオフセット印刷装置の概要を示す。

図1は、グラビアオフセット印刷装置の平面概略図であり、図2は、図1に示したグラビアオフセット印刷装置の側面概略図である。グラビアオフセット印刷装置100は、幅数μmから数mm程度及び深さ5μmから20μm程度のパターン溝104を複数有するガラス製または金属製または樹脂製の版102と、版102を固定する定盤101と、導電性ペースト、樹脂等のインキを版102に充填し、余剰のインキをかき取る為の鋼製または樹脂製のドクタ103と、版102のパターン溝104に充填されたインキ111を一定圧力で回転しながら転写させるブランケット106を巻付けたブラン胴105と、ブランケット106に転写された転写インキ107を印刷する為に被印刷体109を固定する定盤108とを備える。

図3は、図1に示すグラビアオフセット印刷装置における印刷工程を示す概略図である。

まず、版102上にインキ114を適正量供給する(図3(a))。次に、ドクタ103を版102の上面に一定圧力で押し当てながら摺動させ、供給されたインキ114を版102のパターン溝104に充填させ、同時に版102表面の余分なインキをかき取る(図3(b))。次に、ブランケット106を巻付けたブラン胴105を版102に一定圧力で押込み回転させながら移動させ、版102のパターン溝104に充填した充填インキ111をブランケット106に転写させる(図3(c))。次に、ブランケット106に転写されたインキ107を保持したまま、被印刷体109を固定している定盤108上にブラン胴105を移動させる(図3(d))。次に、ブラン胴105を被印刷体109に一定圧力で押込み回転させながら移動させ、ブランケット106に転写されたインキ107を被印刷体109に印刷する(図3(e))。ブランケット106に転写されたインキ107全てを被印刷体109に印刷し、ブラン胴105を被印刷体109から離脱させる(図3(f))。

以上により印刷工程が完了する。印刷に使用するインキ114は作製するパターンの機能によって適宜選択することが出来る。微細パターンの印刷には樹脂や導電性ペーストなど比較的粘度の高い材料が使用される。例えば、導電性ペーストの粘度は、レオロジー測定機によるコーンプレート径20mm、角度2°での測定で、角速度10〜100rad/秒で、5〜1000Pa・sである。上述したように、インキ114は、ドクタ103を版102沿って摺動させながら移動させることで、パターン溝104に充填されるとともに、版102表面の余分なインキはドクタ103によってかき取り除去される。その後パターン溝104に充填したインキ111をブランケット106に転写し、更に被印刷体109に印刷して所望の印刷パターン110が得られる。

特開平6−191010号公報

上記のグラビアオフセット印刷装置においては、インキ114の供給とドクタ103によるインキ充填動作により、ドクタ103の刃先には充填されなかった余分なインキが付着する。連続印刷動作によりドクタ103の刃先に付着したインキが徐々に増加し、ついにはドクタ103からのインキの垂れ落ちが発生する。

また、ドクタ103に付着したインキは、ドクタ103の摺動面裏側へと回り込み、回り込んだインキが版102表面からの余分なインキのかき取り時に版102上に再付着し、これがブランケット106を介して被印刷体109に印刷され、印刷不良が発生してしまう。そのため、毎回の印刷後もしくは数回の印刷後にドクタ103の刃先部分に付着したインキを除去する作業が必要になっている。この煩雑な作業は人手に頼っており、非効率的で印刷タクトも延びてしまうため生産効率が低下するという問題がある。

さらなる問題として、ドクタ103の刃先に付着したインキの垂れ落ちが繰返される事で、版102に供給されたインキ量が減少し、版102へのインキ充填不足が発生しブランケット106への転写不良が発生する事で、印刷不良が発生する。そのため、数回の印刷毎にインキを追加供給する事が必要となっている。供給インキのほとんどは、ドクタ103に付着するもしくは付着して垂れ落ちたものとなりほとんどが拭き取られ廃棄されるため、インキの使用効率にも問題がある。

尚、スキージやドクタに付着したインキを、ブレードの掻取り部により掻き落とす技術がある(例えば、特許文献1参照)。しかし、ブレードの掻取り部は一方向からに限定される。

本発明は、印刷装置が備えるドクタ又はスキージへのインキ付着による印刷不良を抑制し、かつ、インキ使用効率の改善を図ることが可能なドクタ又はスキージのクリーニング装置及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、印刷装置に設けられるドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取るクリーニング装置であって、対向するように配置される2枚の板状部材と、板状部材がドクタ又はスキージを挟んだ状態で、板状部材をドクタ又はスキージの軸方向に移動させながらインキをかき取る移動機構とを備えることを特徴とする。

また、板状部材が、ドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置が、版から離脱した位置であってもよい。

また、板状部材がドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置は、版の非画線部分であり、かつ、版表面からかき取られた余分なインキが溜まったインキ溜りの直上であってもよい。

また、板状部材を移動させながらかき取ったインキを、インキの自重によりインキ溜りに自然落下させてもよい。

また、板状部材は、弾力性のある樹脂あるいはエラストマーで構成されていてもよい。

また、板状部材の一方がドクタ又はスキージの表面に面接触し、板状部材の他方がドクタ又はスキージの裏面に面接触してもよい。

本発明によれば、印刷装置が備えるドクタ又はスキージへのインキ付着による印刷不良を抑制し、かつ、インキ使用効率の改善を図ることが可能なクリーニング装置及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置を実現できる。

一般的なグラビアオフセット印刷装置の平面概略図である。

図1に示すグラビアオフセット印刷装置の側面概略図である。

図1に示すグラビアオフセット印刷装置における印刷工程を示す概略図である。

実施形態に係るクリーニング装置の一例を示す概略図である。

図4に示すクリーニング装置の詳細を示す図である。

図4に示すクリーニング装置を移動させる移動機構の概略図である。

実施形態に係るクリーニング装置を用いたドクタのクリーニング方法を示す工程図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図4は、実施形態に係るクリーニング装置の一例を示す概略図であり、図5は、図4に示すクリーニング装置の詳細を示す図であり、図6は、図4に示すクリーニング装置を移動させる移動機構の概略図である。

本実施形態に係るクリーニング装置1は、図1〜3で説明したグラビアオフセット印刷装置に設けられ、印刷版にインキを充填すると共に印刷版上の余剰のインキをかき取るためのドクタまたはスキージに付着したインキを除去するために用いられるものである。図4に示すように、ドクタ103は、一対のドクタホルダ205によって挟持されている。

クリーニング装置1は、ドクタ103の刃先に付着したインキを除去するためのクリーニングユニット200と、クリーニングユニット200をドクタ103の刃先の延伸方向に移動させる移動機構300とを備える。

クリーニングユニット200は、図5に示すように、ドクタ103の刃先部分を挟むように配置される一対の板状部材201と、板状部材201が取り付けられる一対の固定治具204と、固定治具204の外側に配置される一対の固定板203と、固定治具204及び固定板203を接続する押さえバネ202とを有する。板状部材201の一方は、ドクタ103の表面に対向するように配置され、板状部材202の他方はドクタ103の裏面に対向するように配置されている。板状部材201は、バネ202によって互いに近づく方向に付勢されている。バネ202にはコイルバネ、皿バネ、板バネ等を用いる。なお、バネ202の代わりにエアシリンダや油圧シリンダを用いてもよい。

板状部材201は、弾性もしくは柔軟性を有し、ドクタ103の刃先に付着したインキ113をかき取るときにドクタ103に密着するように形状変形可能な樹脂あるいはエラストマーで構成する。

移動機構300は、図6に示すように、クリーニングユニット200に接続されるタイミングベルト206と、図示しないガイド手段に沿ってタイミングベルト206を移動させるモータ207とを備える。モータ207の回転によってタイミングベルト206をその延伸方向に移動させることによって、クリーニングユニット200をドクタ103の延伸方向に移動させる。

図7は、実施形態に係るクリーニング装置を用いたドクタのクリーニング方法を示す工程図である。

ドクタリングが完了したドクタ103は、ドクタリング完了位置の直上に移動する。板状部材201を有するクリーニングユニット200がドクタ103の刃先を挟み込む位置に移動し、板状部材201がドクタ103の刃先を挟み込む。この状態で移動機構300がクリーニングユニット200をドクタ103の軸方向に低速で移動させることによって、ドクタ103を挟み込んだ板状部材201がドクタ103の刃先に付着したインキ113をかき取る。

ドクタ刃先に付着したインキ113は、板状部材201が移動しながらかき取られるため流動性が生じ、かき取られたインキは自重で自然落下する。インキの自然落下を容易にするため、板状部材201の進行方向側の端面が、ドクタ103の軸方向と直交する鉛直面に対して傾斜するように、板状部材201の取り付け角度を変えたり、板状部材201の進行方向の端面を傾斜面として形成したりしてもよい。この場合、板状部材201の進行方向の端面は、板状部材201の進行方向の下方を向き、かつ、ドクタ103の軸方向と直交する鉛直面に対して90°よりも小さい角度をなすことが望ましい。例えば、板状部材201の平面形状を逆台形状や逆三角形状とすれば良い。

ドクタ103の刃先に付着したインキ113のかき取りは、ドクタリング動作が完了した位置の直上で行う。すなわち、版102上のインキ溜り112の真上で実施する。このためかき取られて自然落下するインキは、版102上のインキ溜り112に落下する。

本実施形態に係るクリーニング装置1及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、ドクタ103の刃先に付着したインキ113をクリーニング装置1によってかき取ることができるので、ドクタ103の刃先に付着したインキやドクタ103の裏面に回り込んだインキが版102に再付着し、再付着したインキが被印刷物に転写されることに起因する印刷不良の発生を抑制でき、安定品質での印刷が可能となる。

また、本実施形態に係るクリーニング装置1及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、ドクタ103に付着したインキを回収して再利用するため、インキ使用量の高効率化となり、生産コストの抑制が可能である。

また、本実施形態に係るクリーニング装置1及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、クリーニング装置1によるクリーニングにより、連続印刷が可能となり、ドクタ103の刃先を人手で清掃する作業頻度を低減できるため、生産能力を向上できる。

尚、本実施形態では、ドクタ103を備えるグラビアオフセット印刷装置にクリーニング装置1を設けた例を説明したが、ドクタ103の代わりにスキージを備える印刷装置にクリーニング装置1を設け、スキージに付着したインキをかき取るように構成してもよい。

以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

まず、印刷パターン幅40μmのパターン溝104有する版102を用いて、PET基材上に導電性銀ペーストをインキとして、グラビアオフセット印刷装置を用いて印刷した。

版102は、ガラス製の縦700mm×横480mm×厚さ7mmの平板に、上記の印刷パターン溝104をエッチングによって彫刻したものを使用した。

PET基材には、縦500mm×横500mm×厚さ125μmのものを使用した。導電性銀ペーストの粘度は、レオロジー測定装置で角速度10rad/秒で、9.5Pa・sであるものを使用した。インキ転写をさせるブランケット106として、金陽社製のシリコンゴムを主体とするゴム硬さ(JIS A)45°、ゴム厚さ0.6mmのものをブラン胴105に巻いて使用した。ドクタ103は、MDC社製ドクターブレードの標準タイプを使用した。

版102を定盤101に固定し、版102上に導電性ペーストを50g供給した。ドクタ103の幅を400mmとし、ドクタ103による版102へのインキ充填及び表面のかき取り速度を50mm/秒とし、インキ充填及び表面のかき取り動作が終了した後、版102からドクタ103が離脱し上昇する速度を20mm/秒と設定した。

ドクタの刃先に付着したインキ113をかき取る板状部材ユニット200の板状部材201には、ブランケット106と同じ材質(金陽社製のシリコンゴムを主体とするゴム硬さ(JIS A)45°、ゴム厚さ0.6mm)のゴム板を使用した。板状部材201は、高さ30mm、底辺20mm、上辺30mmの逆台形状とし、厚さは2.4mmとした。板状部材201は、厚さ0.5mmのSUS製の固定冶具204に貼り付けて使用した。

図7(a)に示すように、ドクタ103の左側でドクタ103に接触しない位置を移動開始位置とし、一対の板状部材201でドクタ103を挟んで右方向に移動させた。この時の、板状部材201の移動速度を50mm/秒と設定した。

板状部材201が右側に移動してインキのかき取りが開始されると、かき取られたインキは板状部材201の進行方向側の辺をつたわり自然落下し、版102上のインキ溜り112に落下することが確認された。

クリーニングユニット200を用いて連続印刷した場合、少なくとも50枚目まで版102へのインキ充填不足の状態は確認されなかった。

加えて、ドクタ刃先に付着したインキ113が、ドクタ103の摺動面の裏側に回り込み、版102の表面の余分なインキかき取り時に、ドクタ103の摺動面の裏側に回り込んだインキ113が版に転写する印刷不良は発生しなかった。

この結果、本実施例に係るクリーニング装置1を用いてドクタ103の刃先に付着したインキをかき取ることで、版102へのインキの充填時及び版102の表面の余分なインキのかき取り時にドクタ103の刃先に付着したインキ113が版102に再転写されることに起因する印刷不良の発生を抑制できることが確認された。

更に、ドクタ刃先の付着インキをかき取り、かき取ったインキを自然落下させ版上のインキ溜りに戻すことで、インキの消費量が低減できた。

本発明は、グラビアオフセット印刷装置に利用できる。

1・・・クリーニング装置 100・・・グラビアオフセット印刷装置 101・・・版を固定する定盤 102・・・版 103・・・ドクタ 104・・・パターン溝 105・・・ブラン胴 106・・・ブランケット 107・・・転写インキ 108・・・被印刷体を固定する定盤 109・・・被印刷体 110・・・印刷パターン 111・・・充填インキ 112・・・インキ溜り 113・・・ドクタ付着インキ 114・・・インキ 200・・・クリーニングユニット 201・・・板状部材 202・・・押えバネ 203・・・固定板 204・・・固定冶具 205・・・ドクタホルダ 206・・・タイミングベルト 207・・・モータ 300・・・移動機構